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细胞生物学英文课件-8.2 DNA复制

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DNA的复制、转录、翻译 ppt课件

DNA的复制、转录、翻译 ppt课件

● DNA复制的意义：通过复制，
使亲代的遗传信息传给子代，从而 使前后代保持了一定的连续性。
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4
关于DNA复制的计算
1、DNA分子复制n次后，子代DNA分子数、 含亲代母链和不含亲代母链的DNA 分 子数分别是
2n 、 2 、 2n –2
2、X为所求核苷酸在亲代DNA中的含量， n为复制的次数，则DNA复制n次所需 游离核苷酸数为
碱基配对原则 DNA RNA
A——U T——C C——G G——C
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8
遗传信息与遗传密码
遗传信息：基因中控制遗传性状的 脱氧核苷酸顺序称为遗 传信息。
遗传密码：mRNA上决定一个氨基 酸的三个相邻碱基，称 为遗传密码。
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9
RNA翻译形成蛋白质的过程
在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程
UAG
反密码子
（与mRNA上的密码子配对）
12
RNA翻译形成蛋白质的过程
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13
RNA翻译形成蛋白质的过程
在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程
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14Βιβλιοθήκη 原核细胞与真核细胞基因表达的比较
原
真
核
核
细
细
胞
胞
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15
20种氨基酸的遗传密码子表
●存在于mRNA 上
●DNA的复制 ●蛋白质的合成
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1
DNA的主要功能
1、通过自我复制，在前后代间传递 遗传信息。
2、通过转录、翻译，控制蛋白质的 合成，从而控制生物的性状，表 达遗传信息
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DNA的复制PPT课件

DNA的复制PPT课件

结果变性前的杂交分子为一条中密度带，变性后 则分为两条区带，即重密度带（N15－DNA）和低 密度带（N14－DNA）。它们的实验只有用半保留 复制的理论才能得到圆满的解释。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
dna的复制ppt课件

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衰退和老年性疾病的产生。
针对DNA复制机制的研究有助 于深入了解衰老的机制，并开发 新的抗衰老治疗方法，延长人类
寿命和提高健康水平。
06
DNA复制的应用
基因克隆和基因组学
基因克隆
通过复制特定的DNA片断，科学家 可以克隆出特定的基因，用于研究基 因的功能、表达和调控机制。
基因组学
通过大规模复制DNA，科学家可以测 定全部基因组的序列，从而研究基因 组的组成、结构和功能，推动人类对 生命本质的理解。
科学研究与应用
DNA复制是生物学、遗传学和分子生 物学等领域的重要研究对象，对于理 解生命本质、疾病治疗和生物技术应 用等方面具有重要意义。
02
DNA复制的机制
DNA解旋酶
01
02
03
功能
DNA解旋酶能够解开 DNA双螺旋结构，暴露出 单链的DNA模板，为复制 进程做准备。
类型
DNA解旋酶分为原核生物 和真核生物两种类型，它 们在结构、功能和作用方 式上有所不同。
胞膜上的受体结合，发挥调节作用。
DNA复制
02
在细胞生长和分裂进程中，DNA复制是一个重要的环节，它决
定了细胞的遗传信息和表型特征。
生长因子对DNA复制的调控
03
生长因子通过调节细胞内信号转导途径，影响DNA复制的起始
和进程，从而调控细胞的生长和分裂。
基因表达对DNA复制的调控
01
基因表达
基因表达是指基因经过转录和翻译， 合成具有功能的蛋白质的进程，是基 因发挥生物学效应的基础。
变积累。
DNA复制进程中出现特殊可能导 致基因扩增、基因缺失或染色体 特殊，从而促进肿瘤的产生和发
展。
针对DNA复制机制的靶向治疗是 肿瘤治疗的新方向之一，旨在抑 制肿瘤细胞的DNA复制或修复进 程，从而抑制肿瘤的生长和扩散
DNA复制过程ppt课件

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为1000-2000个（大肠杆菌）
4）PolⅢ为不对称二聚体， 一个作用于前导链， 另一个作用于随从链(loop)。
5′ 3′
领头链 (leading strand)
顺着解链方向生成的子链，其复制是 连续进行的，得到一条连续的子链。
3'
5' 解 链 方 向 3 '
5'
3'
5'
随从链 (lagging strand)
参与原核生物复制起始的主要成分
DnaA蛋白
辨认起始点
DnaB蛋白(解螺旋酶) 解开DNA双链
DnaC蛋白
协助DnaB蛋白
DnaG蛋白(引物酶) 催化形成RNA引物
SSB
稳定解开的单链DNA
拓朴异构酶
理顺DNA链
oriC
大肠杆菌的复制起始点
2.复制的延长
1）在DNA聚合酶Ⅲ的作用下 2）前导链合成1000-2000个核苷酸后 3）随从链开始合成，岗崎片段的长度
PRA：复制蛋白A
2．RNA引物的合成
DNA聚合酶α能识别起始位点，并且以核 糖核苷三磷酸为底物（NTP），以解开的一 段DNA为模板，合成一个短链RNA（8～10 个核苷酸）引物。然后从引发酶的活性转变为 DNA 聚 合 酶 α 的 活 性 ， RNA 引 物 的 3’-OH 末端为合成新的DNA单链的起点，以dNTP 为原料，延长引物大约15-30个脱氧核苷酸。
DNA复制过程
（一）原核生物DNA复制过程 1.复制的起始
DNA复制的起始就是要解开双链和生成引物。 (1)DNA解成单链
由拓扑异构酶松弛超螺旋，解螺旋酶 解开双链，SSB结合到单链上使其稳定。
复制起始的解链需要多种蛋白质参与。这 些蛋白质与复制起始点的特有序列结合， 促使其邻近的D来自A解链。3.DNA链的延伸
DNA复制(DNA Replication)英文版

DNA复制(DNA Replication)英文版



***大学
Elongation of DNA Replication
After RNA primer is synthetized later, the elongation of DNA
begins. The leading chain is continuously synthetized, and the lagging chain is discontinuously synthetized.In the replication fork, DNA helicase moves from 5' to 3' on the DNA template . DNA primase periodically bonds with helicase, and synthetizes new primer in the lagging chain template . Afteran Okazaki fragment is completely synthetized,the core which is responsible for the Okazaki fragment, slides from the sliding clamp and DNA.

***大学
Materials
●Template:One of the strand of dsDNA;
● dNTPs:4 kinbs of deoxynucleotide triphosphates, that's,ATP,GTP,CTP,TTP;
● Primer:usually RNA; ● Proteins and enzyme:such as DNA polymerase,DNA helicase,Singlestrand DNA binding protein （SSB）,DNA topoisomerase,DNA ligase,Telomerase (special in euka-ryotes);
DNA复制、转录、翻译ppt课件

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22
4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单
单DNA结合蛋 白(SSB）
链状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解，保 持完整性。
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23
4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一 股，张力下降后封闭。
拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶
切断DNA双链，使另一 双链经过此缺口，再封闭。
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24
5、引发体
RNA引物的合成和复制的起始必需。
蛋白质 DnaA蛋白
结合到DNA双链复制起始部位
DnaB蛋白 引物酶
解链酶的作用 合成RNA引物
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端粒酶：催化端粒复制的一种RNA-蛋白质复合物，
携带RNA模板（与端粒互补）的逆转录酶。
功能：1）起模板作用； 2）有逆转录酶的作用。
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36
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37
端粒复制:
1）借RNA与末端DNA 互补；
2）以酶上RNA为模板 合成一段DNA；
3）延长的DNA反折为 双链。
是不依赖模板DNA 的复制来补偿切除引 物引起的末端缩短。
耐受
snRNA 极敏感 中度敏感
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50
（二）真核生物的RNA聚合酶
3种： Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
类型 部位
转录 产 物
对鹅膏蕈碱的敏感度
Ⅰ
核仁 5.8S\18S\28S rRNA
不敏感
Ⅱ
核质Leabharlann mRNA, snRNA, hnRNA
DNA的复制ppt课件

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是（A ）
A．前导链的延伸方向是 5'→3'，滞后链的延伸方向相反B．解旋酶沿着 复制叉移动方向解开 DNA 双螺旋结构C．冈崎片段连接成滞后链过程 与磷酸二酯键形成有关D．图示过程体现了 DNA 复制的半保留复制特 点
针对练1.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的
是D
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解 开 B．DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 D．DNA的两条子链都是连续合成的
一、对DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（教材53页）
1、提出问题： DNA以什么方式复制？
2、做出假设 ①半保留复制
+
沃森和克里克
②全保留复制
+
③分散复制
+
以断裂成短片段的亲代DNA作为模板，合成新 的DNA片段，新旧片段混合连接成完整的DNA链。
二、DNA半保留复制的实验证据
思考以下问题：
①如何区分母链和子链？ 同位素标记技术
3、DNA精确复制的原因 ①DNA独特的 双螺旋 结构,为复制提供了精确的模板。
②通过 碱基互补配对 原则,保证了复制能够准确地进行。
4、DNA复制的意义
将 遗传信息 从 亲代 细胞传递给 子代 从而保持了 遗传信息 的连续性。
细胞,
二、拓展应用 1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性， 但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数 据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错 误?这些错误可能产生什么影响?
高中生物必修二DNA的复制课件

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04
原料
脱氧核苷酸是合成新链的基本原料， 包括脱氧核糖、磷酸和含氮碱基。
DNA复制的特点
半保留复制
半不连续复制
双向复制
精确性高
DNA复制后，每条新链 都保留了原来模板链的
一半序列。
DNA复制时，前导链连 续合成，后随链不连续
合成。
DNA复制时，两条链同 时进行复制，形成两个
子代DNA分子。
DNA聚合酶具有校对功 能，能够保证复制的精
02
DNA复制是生物体生长、发育和 繁殖的基础，是遗传信息传递的 关键环节。
DNA复制的过程
DNA解旋
DNA双链在解旋酶的作用下解 开，形成单链模板。
校对与修复
合成过程中存在校对和修复机 制，确保新合成的子链准确性 。
DNA复制起始
DNA复制起始于特定的起始点 ，由特定的起始蛋白激活。
合成子链
DNA聚合酶按照单链模板的顺 序，合成新的子链。
高中生物必修二DNA的复制课件
• DNA复制的概述 • DNA复制的条件和特点 • DNA复制的过程和机制
• DNA复制的调控 • DNA复制的错误与修复 • DNA复制的应用与展望
01 DNA复制的概述
DNA复制的定义
01
DNA复制是指DNA双链在细胞分 裂前，通过复制的方式，将遗传 信息传递给下一代的过程。
考古研究等，促进相关领域的发展。
THANKS 感谢观看
DNA复制的研究展望
探索DNA复制的分子机制
01
深入研究DNA复制的分子机制，了解DNA复制过程中各种蛋白
质的作用和相互调控关系。
开发新型DNA复制技术
02
探索新的DNA复制技术，提高DNA复制的速度、准确性和效率
DNA的复制人教版高中生物必修二教学教学课件

DNA的复制人教版高中生物必修二教学教学课件

知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
【思考·讨论】 亲代大肠杆菌的DNA中含有15N,在含有14N的培养 基中进行复制。 (1)大肠杆菌通过哪一种分裂方式进行增殖?其分裂 次数和DNA复制次数有何关系?(生命观念)
DNA的复制人教版高中生物必修二教学 课件
知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
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三、DNA复制的过程 1.概念:以亲代___D__N_A__为模板合成子_代___D__N_A_的过程。 2.时间:_细___胞___分__裂___前___的__间。期 3.场所：
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4.过程:
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知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
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(3)若将上述亲代和前 3 代的 DNA 分子用离心方法分离得到 的结果如下：
知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
3．DNA 分子复制过程中消耗核苷酸数的计算 (1)若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，则经过 n 次复制 需要消耗游离的该脱氧核苷酸 m×(2n－1)个。 (2)若进行第 n 次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为 m×2n－1。 [特别提醒] (1)运用 DNA 半保留复制特点，分析被标记 DNA 分子的比例时， 应注意求的是 DNA 分子数，还是脱氧核苷酸链数；还应注意培养 液中化学元素的转换。 (2)运用 DNA 半保留复制特点，解决消耗某种脱氧核苷酸数量问题 时，应注意亲代 DNA 分子的两条母链被保留下来，不需消耗原料。
DNA的复制 课件

DNA的复制 课件


计算
数量
①子代DNA分子数
2n
复制一次
②含亲代DNA链的子代DNA分子数 2
③不含亲代链的子代DNA分子数 2n-2
④子代DNA分子中脱氧核苷酸链数 2n+1
⑤亲代脱氧核苷酸链数
2
⑥新合成的脱氧核苷酸链数
2n+1-2
⑦需要消耗腺嘌呤数量
m·(2n-1)
复制两次 复制三次
⑧复制第n次所需腺嘌呤数量
m·2n-1
DNA的复制
一、DNA的复制概念
DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板 合成子代DNA分子的过程
半保留复制模型：DNA的双螺旋解开，氢键断裂，解开的 两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸结合到模板单链上， 新形成的子代DNA分子都是一条链是母链，一条链是新形 成的。
全保留复制模型：1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个 是亲代，另一个是新形成。
复制n次 ·························
DNA复制是半保留复制
提出假说
子代DNA可能的情况及如何设计实验验证
通过实验进行验证
演绎推理 假 说 演 绎 法
验证假说
—
得出结论
得出结论
在减数第一次分裂前的间期进行 复制
有丝分裂在间期进行复制
组成 子链（新链）
图中一、二、三表示DNA复制的过程
①一表示_解___旋__，这一过程中，DNA
分子在 解旋酶 的作用下，把两条螺旋的
双链__解__开__。 ②二表示以母链为模板进行碱基配对 。每条 母链在_D__N_A_聚_ _合__酶___等酶的作用下，游离的 _脱__氧__核__苷__酸__按照_碱__基__互__补__配__对__原则，各自 合成与母链互补/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA
DNA复制生物化学-PPT精品文档111页

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2019/10/31
Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College
【26】
（一）DNA的解链
•解螺旋酶的作用是利用ATP供能来解开 DNA双链。
•DnaB蛋白--解螺旋酶
•DnaA蛋白--识别复制起始点
•DnaC蛋白--辅助解螺旋酶，使其（ DnaB ） 在起始点上结合并打开双链
5
图示
【17】
四、需要RNA引物(primer)
DNA聚合酶不能直接聚合游离的dNTP， 必须由一段核酸片段提供3’OH末端。
由引物酶催化，由NTP为原料，合成 RNA引物。
2019/10/31
Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College
领头链连续复制而随从链不连续复制，就 是复制的半不连续性。
2019/10/31
Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College
半不连续复制图解
5 3
3
领头链 (leading strand)
解链方向
随从链 (lagging strand)
酶图 比较
【22】
（二）真核生物的DNA聚合酶
• 聚合酶α*：在复制过程中起重要作用。具有引物 酶活性。
• 聚合酶β：参与低保真度复制（相当于原核生物 DNA-pol II ）。
• 聚合酶γ：存在于线粒体，参与线粒体DNA复制。
• 聚合酶δ*：在复制中起主要作用，延长子链（相 当于原核生物的DNA-pol III） 。有解螺旋酶活性。
【20】
二、 DNA 聚合酶
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• Chromatin assembly factor (CAF-1) brings histones to the newly synthesized DNA. The nucleosomes bound to the parental strand are randomly dispersed among the daughter strands.
• The eukaryotic sliding clamp is called proliferating cell nuclear antigen (PCNA，增值细胞核抗原) is the site of CAF-1 binding.
ChargafBiblioteka ’s Rule• Erwin Chargaff showed that there was an approximate equality between the molar amounts of adenine and thymine as well as cytosine and guanine.
polymerase
III
molecules, along with
the sliding clamp
(PCNA) is called the
replisome.
• Note that we are looking at DNA replication in E. coli.
• The clamp increases the processivity of the DNA polymerase.
Replication
• There are three fundamental models for the mechanism of DNA replication.
• The mechanism suggested by the structure of DNA is the semiconservative model.
DNA Replication - DNA gyrase
• DNA gyrase （促旋酶）acts to change the supercoiling of the DNA.
DNA Replication - Eukaryotes
• Nucleosomes are made up of histones, highly conserved basic proteins specific to eukaryotes.
DNA Replication - The Replisome (复制体)
• Putting the molecules
that are involved in
DNA
replication
together, we get a
picture like this.
• The cooperating DNA
DNA Basic Structure
The Basis of Replication
• Each strand of DNA contains all of the information of the double helix. This allows the replication of DNA by separating the strands and using that information to synthesize novel strands.
• Remember, the outside of the double helix is the sugarphosphate backbone. The nitrogenous bases are on the inside of the double helix.
• Note the existence of the major groove and the minor groove on the double helix. DNA binding proteins can contact the bases through the major groove.
• However, the solution of the structure did not prove that DNA replicated in a semiconservative manner, and either the conservative or dispersive model could have explained the process of replication instead.
• This did not prove that A base pairs with T or that G bases pairs with C.
Waston
Crick
DNA Basic Structure
• The basic double helical structure of DNA is the basis for both DNA replication and transcription.